Question

14．草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發(fā)生反應(yīng)：MnO₄^-+H₂C₂O₄+H⁺→Mn²⁺+CO₂↑+H₂O（未配平）．甲、乙兩個實驗小組分別利用酸性KMnO₄溶液和H₂C₂O₄溶液的反應(yīng)來研究外界因素對反應(yīng)速率的影響．
【實驗設(shè)計】
甲組方案：通過測定生成CO₂氣體體積的方法來比較反應(yīng)速率的大小．實驗裝置如圖所示，25℃時將裝置中的A溶液一次性加入B溶液（均已加入等量硫酸酸化）中．

實驗編號	A溶液	B溶液
①	2mL 0.1mol/LH2C2O4溶液	4mL0.0l mol/L酸性KMnO4溶液
②	2mL 0.2mol/LH2C2O4溶液	4mL0.0l mol/L酸性KMnO4溶液

（1）該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：5．
（2）該實驗探究的是H₂C₂O₄的濃度對反應(yīng)速率的影響．實現(xiàn)該實驗?zāi)康倪�欠缺的儀器：秒表．比較①、②兩組化學(xué)反應(yīng)速率大小的方法是測定相同時間內(nèi)收集到的氣體體積（或者測定收集相同體積氣體所用的時間．
乙組方案：用4mL0.0l mol/L酸性KMnO₄溶液與2mL 0.01mol/LH₂C₂O₄溶液，研究不同條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響．具體實驗如下：

實驗編號	10%硫酸的體積/mL	溫度/℃	其他物質(zhì)
Ⅰ	2	20	-
Ⅱ	2	20	少量MnSO4粉末
Ⅲ	2	30	-
Ⅳ	1	20	1mL蒸餾水

（3）若要研究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則應(yīng)對比實驗Ⅰ、Ⅱ（填序號，下同）；若要研究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則應(yīng)對比實驗Ⅰ、Ⅲ．
（4）對比實驗I和實驗Ⅳ，可以研究硫酸的濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，實驗Ⅳ中加入1mL蒸餾水的目的是確保兩組實驗中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）濃度不變和總體積不變．

Answer 1

分析 （1）2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O中，Mn元素的化合價降低，C元素的化合價升高；
（2）研究H₂C₂O₄的濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保證酸性KMnO₄溶液體積、濃度相同；測定相同時間內(nèi)收集到的氣體體積來比較反應(yīng)速率大��；
（3）研究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保證溫度、濃度相同；研究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保證濃度、不使用催化劑相同；
（4）實驗Ⅰ和Ⅳ，硫酸的濃度不同，少量蒸餾水，溶液的體積相同．

解答 解：（1）2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O中，Mn元素的化合價降低，C元素的化合價升高，MnO₄^-為氧化劑，H₂C₂O₄為還原劑，物質(zhì)的量之比為2：5，
故答案為：2：5；
（2）酸性KMnO₄溶液體積、濃度相同，但H₂C₂O₄的濃度不同，故探究H₂C₂O₄的濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；通過測定相同時間內(nèi)收集到的氣體體積來比較反應(yīng)速率大小，故還要用到秒表，
故答案為：H₂C₂O₄的濃度；秒表；測定相同時間內(nèi)收集到的氣體體積（或者測定收集相同體積氣體所用的時間；
（3）研究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保證溫度、濃度相同，則選實驗Ⅰ、Ⅱ；研究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保證濃度、不使用催化劑相同，則選實驗Ⅰ、Ⅲ，
故答案為：Ⅰ、Ⅱ；Ⅰ、Ⅲ；
（4）實驗Ⅰ和Ⅳ，硫酸的濃度不同，可研究濃度對反應(yīng)速率的影響，加少量蒸餾水確保兩實驗中總體積相等，可使Ⅰ和Ⅳ中硫酸濃度不同，
故答案為：確保兩組實驗中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）濃度不變和總體積不變．

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)及影響反應(yīng)速率的因素，注意控制變量法研究影響因素，把握表格中的數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用，題目難度不大．